Nghiên cứu giải pháp xử lý ổn định mái đê sông áp dụng cho đê tả sông chu

L IC M N V i t t c s c g ng n l c c a b n thân c ng nh v i s giúp đ c a quý th y cô, đ ng nghi p b n bè, tác gi hoàn thành lu n v n th c s k thu t chun ngành xây d ng cơng trình th y v i đ tài: " Nghiên c u gi i pháp x lý n đ nh mái đê sông áp d ng cho đê t sơng Chu" Có đ c thành qu nh s truy n th ki n th c c a th y giáo, cô giáo tr c ti p gi ng d y công tác t i Tr ng i h c Th y l i su t th i gian tác gi h c t p t i tr ng Tác gi xin chân thành c m n s giúp đ c a th y giáo, cô giáo Tr ng i h c Th y l i th i gian h c t p t i đây, s quan tâm giúp đ c a ban lãnh đ o c quan, gia đình, b n bè đ ng nghi p công tác h c t p đ hoàn thành lu n v n Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo - PGS.TS Nguy n C nh Thái t n tình h ng d n, giúp đ cung c p tài li u c n thi t cho lu n v n ng th i tác gi c ng xin g i thành qu đ n ng i b n đ i c a tác gi c v , kích l c ng nh t o m i u u ki n đ tác gi hoàn thành lu n v n sau t t c nh ng khó kh n t ng ch ng nh tác gi g c ngã t b Do th i gian nghiên c u có h n n ng l c b n thân nhi u h n ch nên lu n v n c a tác gi không tránh kh i cịn có nh ng thi u sót Kính mong th y cô ch b o cho ý ki n đ tác gi có th hồn thi n đ tài nghiên c u c a Xin chân thành cám n! Hà n i, ngày 17 tháng n m2015 Tri u Th Bình L I CAM OAN H c viên Tri u Th Bình xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a riêng tơi Các s li u trích d n trung th c Các k t qu nghiên c u lu n v n ch a t ng đ c ng i công b b t k cơng trình nghiên c u khác./ H c viên th c hi n lu n v n Tri u Th Bình M CL C M U CH S NG I: T NG QUAN V C XÂY D NG VÀ CÁC GI I PHÁP GIA C NG Ê SÔNG VI T NAM , CÁC N NH CHO N N VÀ MÁI D C Ê SÔNG 1.1 T NG QUAN V NH NG TÌNH HÌNH XÂY D NG Ê SƠNG VI T NAM VÀ C THÙ Ê SƠNG THANH HĨA 1.1.1 T ng quan v tình hình xây d ng đê Sơng Vi t Nam 1.1.2 Nh ng đ c thù đê Sơng Thanh Hóa 1.2 CÁC S C VÀ GI I PHÁP GIA C NG N NH N N VÀ MÁI D C Ê SÔNG 17 1.2.1 Các s c gây m t n đ nh n n mái d c đê 17 1.2.2 Các gi i pháp gia c K t lu n ch CH ng n đ nh n n mái d c đê sông 24 ng .38 NG 2: C S LÝ THUY T ÁNH GIÁ VÀ T NG C NG N NH CHO Ê SÔNG 39 2.1 NGUYÊN T C TÍNH TỐN N NH CHO N N VÀ MÁI D C 39 2.1.1 L a ch n m t c t tính tốn 39 2.1.2 Tr ng h p tính tốn n đ nh .39 2.2 C CH PHÁ HO I KH I T MÁI D C KHI CÓ GIA C NG 40 2.2.1 C ch phá ho i kh i đ t mái d c đê sông 40 2.2.2 C ch phá ho i c a kh i đ t có gia c 2.2.2.1 Các c ch t 2.2.2.2 C ch gia c 2.2.3 C ch gia c ng 40 ng tác gi a đ t c t 40 ng đ t t ng ch n mái d c 44 ng đ t n n đ p đ t y u .45 2.3 BÀI TOÁN TH M 46 2.3.1 Ngun t c tính tốn 46 2.3.2 Ph ng pháp gi i toán th m 47 2.4 PH NG PHÁP TÍNH TỐN N NH KH I T MÁI D C VÀ N N Ê 52 2.4.1 Ph ng pháp tính tốn tr 2.4.2 Ph ng pháp m t tr t cung tròn .52 t ph c h p .54 2.4.3 Các h s an toàn c a t ng phòng l 55 2.4.4 C s lý thuy t c a Slope/W 56 2.4.5 C s lý lu n c a Slope/W 56 2.5 GI I THI U PH N M M TÍNH TỐN 58 K t Lu n ch CH ng .50 NG 3: NGHIÊN C U NG D NG VÀ CÔNG NGH X T SÔNG CHU ÁP D NG CHO O N T K18+994M 3.1 MƠ T VÀ PHÂN TÍCH CÁC PH 3.1.1 Gi i pháp gia c LÝ CHO Ê N K25+100M 59 NG PHÁP GIA C NG HI N NAY 59 ng m t c t ngang 59 3.1.2 Gi i pháp gia c đ ng đá h chân, kè lát mái tr ng ch n sóng chân đê 60 3.1.3 V n đ ng d ng k thu t công ngh đ gia c ng n đ nh n n mái d c đê 61 3.2 CÁC GI I PHÁP NGHIÊN C U X CHU ÁP D NG CHO O N T LÝ K18+994M N NH CHO Ê T SÔNG N K25+100M 65 3.2.1 Gi i thi u chung v cơng trình 65 3.2.2 Hi n tr ng đê thu c khu v c nghiên c u 72 3.2.3 ánh giá nguyên nhân gây s c s t tr t đo n đê nghiên c u .77 3.2.4 Các gi i pháp x lý n đ nh 78 3.3 Phân tích gi i pháp, u nh 3.3.1 Gi i pháp 1: c m c a ph ng án : 82 ng đá h chân đê 82 3.3.2 Gi i pháp : Ph ng án c c xi m ng đ t 83 3.3.3 Gi i pháp : Ph ng án c c bê tông c t thép 84 3.3.4 Gi i pháp : Ph ng án c BTCT d ng l c 85 3.3.5 Gi i pháp : Gi i pháp h n h p : .86 3.4 PH NG ÁN L A CH N VÀ HÌNH TH C K T C U 87 3.4.1 Ph ng án l a ch n 87 3.4.2 Hình th c k t c u h ng m c ph ng án ch n 91 3.4.3 Tính tốn n đ nh kè C ng H , C m Vân sau có gi i pháp x lý 93 3.5 CÔNG NGH X LÝ CHO PH NG ÁN L A CH N .95 3.5.1 Công tác đ t 95 3.5.2 Công tác đào phá d k t c u c 96 3.5.3 Thi công mái kè .96 3.5.4 Trình t thi cơng 97 3.5.5 Bãi đúc, bãi ch a đ t đá th i đ ng thi công 97 3.5.6 Yêu c u trình thi công 98 K t lu n ch ng 98 K T LU N VÀ KI N NGH 99 TÀI LI U THAM KH O 101 PH L C .102 DANH M C HÌNH V Hình 1.- 1: S c đê vùng sông c 19 Hình 1- 2: S đâm xuyên th y l c qua t ng đ t c ng 19 Hình 1- 3: S c tr t mái đê h l u 20 Hình - 4: S c th m l u, l rò .20 Hình - 5: S c n t gãy n n thân đê 21 Hình - 6: S c sóng tác đ ng lên mái đê 22 Hình - 7: S c sóng tác đ ng lên mái đê 22 Hình - 8: S c vùng ti p giáp tôn cao, áp trúc đê .23 Hình - 9: S c m t n đ nh đê Hình - 10: Ph vùng có cơng trình qua đê 24 ng pháp đ p c gi kh i đ t tr t 25 Hình - 11: Hình nh đ p c th c t đê t sông Chu .25 Hình - 12: PP r i l p đ m đ t ng nhanh c k t thoát n c c a n n đ t .26 Hình - 13: Gi i pháp sân ph ch ng th m .26 Hình - 14: Gi i pháp khoan ph t 27 Hình - 15: Hình nh th c t khoan ph t v a gia c đê sông Chu 28 Hình - 16: Gi i pháp t ng ch ng th m 28 Hình - 17: Gi i pháp t ng hào bentonit .29 Hình - 18: Gi i pháp làm gi ng đào gi m áp 29 Hình - 19: Hình nh th c t gi ng gi m áp 30 Hình - 20: Gi i pháp làm gi ng b m gi m áp 30 Hình - 21: Các d ng thi cơng th ng g p ph ng pháp n c m t .31 Hình - 22: Ph ng pháp cân ch nh mái d c 31 Hình - 23: Ph ng pháp c c b n Hình - 24: Hình nh đóng c c b n Hình - 25: Gi i pháp gia c 32 32 ng mái d c b ng hàng c c 32 Hình - 26: Gi i pháp neo đ t 33 Hình - 27: Hình nh thi cơng neo c c mái đ t 33 Hình - 28: Gi i pháp tr ng c gi mái 34 Hình - 29: Gi i pháp tr ng c ch n sóng .34 Hình - 30: Gi i pháp s d ng t ng ch n 35 Hình - 31: Hình nh hành lang chân đê đ c gia c b ng t ng BT 35 Hình - 32: Gi i pháp v i đ a k thu t v i l p v i .35 Hình - 33: Hình nh tr i v i đ a k thu t n n mái đê 36 Hình - 34: Hình nh c kè đá, lát mái CK S m hàn .37 Hình - 1: M t tr t c a mái đ t 40 Hình - 2: Tác d ng c a c t đ i v i đ t 43 Hình - 3: C ch gia c ng t ng mái d c b ng c t .45 Hình - 4: Mái đ p có c t n n đ t y u .46 Hình - 5: Tính tốn theo ph ng pháp tr t cung tròn 52 Hình - 6: Tính tốn theo ph ng pháp m t tr t ph c h p 54 Hình - 1: Hình nh gia c m t bê tông đ p c đê phía đ ng đê t sơng Chu 60 Hình - 2: Hình nh c đ ng đá h chân, kè lát mái .60 Hình - 3: Hình nh tr ng ch n sóng chân đê 61 Hình - 4: Cơng ngh đ n pha 62 Hình - 5: Cơng ngh hai pha 62 Hình - 6: Cơng ngh ba pha 63 Hình - 7: S đ công ngh Jet - Grouting .63 Hình - 8: S đ b trí neo mái đ t .64 Hình - 9: B n đ v trí cơng trình nghiên c u .66 Hình - 10: M t s hình nh hi n tr ng đê nghiên c u 67 Hình - 11: M t s hình nh kè C ng H .73 Hình - 12: M t s hình nh kè C m Vân s t l tháng 8/2012 75 Hình - 13: M t s hình nh cung s t tháng 9/2013 .75 DANH M C B NG BI U B ng - 1: Các PP thí nghi m ch tiêu c ng đ ch ng c t c a đ t 54 B ng - 1: B ng t ng ch tiêu c lý ph c v tính tốn Kè C ng H .67 B ng - 2: B ng t ng ch tiêu c lý ph c v tính tốn Kè C m Vân .68 B ng - 3: Cao trình m c n c tính tốn t i v trí: 72 B ng - 4: Các t h p t i tr ng tính tốn n đ nh v i h s mái 80 B ng - 5: H s n đ nh Kminmin ng v i tr ng h p tính tốn 81 B ng - : H s n đ nh Kminmin ng v i tr ng h p tính tốn 82 B ng - : H s n đ nh Kminmin ng v i tr ng h p tính tốn 85 B ng - : H s n đ nh Kminmin ng v i tr ng h p tính tốn 86 B ng - : H s n đ nh Kminmin ng v i m c n c t i th i m quan tr c .94 B ng - 10 : H s n đ nh Kminmin ng v i m c n c t i th i m quan tr c .94 B ng - 11 : H s n đ nh Kminmin ng v i m c n c t i th i m quan tr c .95 M TÍNH C P THI T C A Mái d c cơng trình đ t th U TÀI ng mái đê, mái đ p, mái ta luy đ ng giao thông, mái tràn x l , mái m móng cơng trình thu n, v.v M i cơng trình có đ c m làm vi c riêng nh ng m c đích chung cho t t c mái d c đ m b o n đ nh t ng th , đ m b o tính kinh t thân thi n v i mơi tr ng Trên th c t có nhi u cơng trình đ t u ki n th c t v t li u đ p thân đê khơng đ tr l ng, có mái d c l n h n mái d c t nhiên, đê ch u s tác đ ng m nh c a dòng ch y dòng ch y u n khúc, dòng ch y có đ chênh cao l n, đê đ p n n đ t thi u n đ nh, đ p th công lâu đ i, đ p thành nhi u đ t dùng nhi u lo i đ t có h s th m khác không đ nhi u y u t gây m t n đ nh nh hi n t c đ m nén tiêu chu n nên ti m n ng s t, lún, tr t mái, v đê l v , m ch đùn, m ch s i, th m l u Tuy nhiên ch a có gi i pháp k thu t th a đáng đ gia c ng n đ nh, v t li u l a ch n gia c mái kè ch a phù h p mái kè b s t l , cu n trơi th m chí b v toàn b thân đê nh t v mùa m a bão, gây nh ng h u qu r t l n v kinh t , xã h i, th m chí nguy hi m đ n tính m ng ng Vi c nghiên c u gi i pháp gia c n đê cong, đ a hình d c, l u l t ng c ng cho mái kè, đê cho nh ng vùng có ng l n s đem l i nhi u l i ích V k thu t, làm ng đ cho kh i đ t d n đ n đ m b o mái kè, đê n đ nh u ki n tính tốn V thành ph n đ p thân đê t n d ng đ ph ng ti t ki m đ giá thành đ u t Ph c v t li u có s n t i đ a c kinh phí mua đ t đ i v n chuy n t n i khác đ n làm t ng ng pháp thi công đ n gi n, th i gian thi công nhanh, mang l i n đ nh lâu dài b n v ng cho h th ng đê Do kinh phí đ u t s đ đ i c nhi u h ng m c h n, mang l i l i ích lâu dài cho nhà n V n đ nghiên c u x lý s t tr t gia c c th c hi n c ng n đ nh cho mái d c cho h th ng đê u nói chung h th ng đê u vùng Thanh hóa nói riêng m t nh ng v n đ khoa h c l n, mang nhi u ý ngh a ng d ng th c ti n r t c p thi t Sông Chu m t h th ng sông l n c a t nh Thanh Hóa có l u l ng l n, m c n c sơng cao, đ a hình n i có dịng ch y qua d c, dịng ch y ch l u cong cua nhi u có xu h ng ngày xốy sâu vào chân đê êđ c hình thành thơng qua q trình đ p nhi u n m, nhi u th i k , có nhi u đo n khơng có thi t k d n đ n m t s khu v c không đ c đ m nén ch t, đ t đ p có tính phân l p c k t kém, mái đê không đ u N n đ t n i có n đê qua y u, hi n t l u, m ch đùn, m ch s i di n bi n ph c t p ngày gia t ng ng th m c bi t đê t sông chu đo n t K18+994m đ n K25+100m, hai bên n i đê dân c t p trung đông đúc, xe t i tr ng t i l n l i th ng xuyên b m t đê gây hi n t l i lõm, m a xu ng m t đê b đ ng n ng n t n , c Do có l v đê b s t, tr mái, v đê gây m t an tồn đ n tính m ng tài s n c a nhân dân nhà n t c V y nên em l a ch n đ tài “Nghiên c u gi i pháp x lý n đ nh mái đê sông áp d ng cho đê t sông Chu” làm đ tài lu n v n th c s c a M C ÍCH C A TÀI - Phân tích t ng quan v d ng mái đ t - Nghiên c u c ch phá hu kh i đ t mái nghiêng kh i đ t có mái d c thân đê không đ ng ch t - Nghiên c u gi i pháp gia c ng n đ nh mái d c đê sông - Nghiên c u đ xu t d ng, k t c u đ nh hình n đ nh cho mái d c đê sơng - Tính tốn n đ nh đ i v i mái d c đê sông tr ng h p s d ng v t li u k t c u b o v khác CÁCH TI P C N VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U 3.1 Cách ti p c n - Th ng kê tài li u: Th ng kê s c cơng trình liên quan đ n mái đê sông n đê u c a n c ta nói chung, n đê u mi n nam b c b Trung b nói riêng, đ c bi t n đê u c a t nh Thanh hóa Các tài li u v lý thuy t tính tốn n đ nh kh i đ t - Thu th p tài li u liên quan đ n tính toán gia c mái đ t, mái đ t gia c ng n đ nh n n, thi t k v ng mái đ t có c t - Thu t p tài li u v trình xây d ng, hình thành m t n đ nh c a n đê t sông Chu 103 Tr n ng h p 3: Phía đ ng m c n c l rút nhanh t m c n c l y b ng m c n c l thi t đ n m c n m đo) Trên đ nh đê khơng có ph c th c ao, phía sơng ng xun( t i th i ng ti n l i 1.034 Lop Lop Lop Lop Lop Nen khong tham Tr n ng h p 4: Phía đ ng m c n c l thi t k Trên đ nh đê khơng có ph c l y b ng m c n c ao, phía sơng ng ti n l i 1.470 Lop Lop Lop Lop Lop Nen khong tham Tr sơng n có ph ng h p 5: Phía đ ng m c n c l y b ng m c n c ao, phía c l thi t k Có m a nên mái đê bão hoà hoàn toàn Trên đ nh đê không ng ti n l i 104 1.307 Lop Lop Lop Lop Lop Nen khong tham Qua ki m tra ta th y đê m t n đ nh vào mùa ki t đ c bi t nguy hi m vào mùa m a l có l v n c rút đ t ng t sau l Ki m tra n đ nh hi n tr ng kè c m vân đo n t K23+500-K24+500): K t qu tính toán n đ nh t i m t c t C19 v i tr Tr ng h p 1: Phía đ ng khơng có n 95% Trên đ nh đê có ph ng h p tính tốn c, phía sơng m c n ng ti n l i ho t đ ng 0.748 c ki t 105 Tr ng h p 2: Phía đ ng khơng có n k Trên đ nh đê khơng có ph c, phía sơng m c n c l thi t ng ti n l i 1.379 Tr n ng h p 3: Phía đ ng m c n c l rút nhanh t m c n c l y b ng m c n c l thi t đ n m c n m đo) Trên đ nh đê khơng có ph c th ng ti n l i 0.920 c ao, phía sơng ng xun( t i th i 106 Tr n ng h p 4: Phía đ ng m c n c l thi t k Trên đ nh đê khơng có ph c l y b ng m c n c ao, phía sơng ng ti n l i 1.379 Tr sơng n có ph ng h p 5: Phía đ ng m c n c l y b ng m c n c ao, phía c l thi t k Có m a nên mái đê bão hồ hồn tồn Trên đ nh đê không ng ti n l i 1.192 107 Qua ki m tra ta th y đê m t n đ nh vào mùa ki t đ c bi t nguy hi m vào mùa m a l có l v n c rút đ t ng t sau l Ki m tra n đ nh hi n tr ng kè c m vân đo n t K24+620-K24+740): K t qu tính toán n đ nh t i m t c t T24 v i tr Tr ng h p 1: Phía đ ng khơng có n 95% Trên đ nh đê có ph ng h p tính tốn c, phía sơng m c n c ki t ng ti n l i ho t đ ng 1.051 Lop Lop 3A Lop 2B Lop 2A Lop bun Lop 3B Lop 2B Lop 2A Lop 4A Lop 4B Lop 2B Lop Lop 4C Lop khong tham Tr ng h p 2: Phía đ ng khơng có n k Trên đ nh đê khơng có ph c, phía sơng m c n c l thi t ng ti n l i 1.462 Lop Lop 3A Lop 2B Lop 2A Lop 3B Lop 2A Lop 4A Lop 4B Lop 2B Lop 2B Lop 4C Lop Lop khong tham Lop bun 108 Tr n ng h p 3: Phía đ ng m c n c l rút nhanh t m c n c l y b ng m c n c l thi t đ n m c n m đo) Trên đ nh đê khơng có ph c th c ao, phía sơng ng xun( t i th i ng ti n l i 0.924 Lop Lop 3A Lop 2B Lop 2A Lop bun Lop 3B Lop 2B Lop 2A Lop 4A Lop 4B Lop 2B Lop Lop 4C Lop khong tham Tr n ng h p 4: Phía đ ng m c n c l thi t k Trên đ nh đê khơng có ph c l y b ng m c n c ao, phía sơng ng ti n l i 1.455 Lop Lop 3A Lop 2B Lop 2A Lop 3B Lop 2A Lop 4A Lop 4B Lop 2B Lop 2B Lop 4C Lop Lop khong tham Lop bun 109 Tr sơng n có ph ng h p 5: Phía đ ng m c n c l y b ng m c n c ao, phía c l thi t k Có m a nên mái đê bão hoà hoàn toàn Trên đ nh đê không ng ti n l i 1.369 Lop Lop 3A Lop 2B Lop 2A Lop bun Lop 3B Lop 2A Lop 4A Lop 4B Lop 2B Lop 2B Lop Lop 4C Lop khong tham Qua ki m tra ta th y đê m t n đ nh vào mùa ki t đ c bi t nguy hi m vào mùa m a l có l v n c rút đ t ng t sau l Ki m tra n đ nh Gi i pháp 1: K t qu tính tốn n đ nh t i m t c t C5v i gi i pháp 1: ng đá h chân đê 1.112 Lop Lop Lop da hoc Lop Lop Nen khong tham Lop 110 V i ph ng án h s n đ nh c c C5 so v i mái t nhiên có t ng lên K = 1.034